现代测绘技术在矿山地质测绘中的应用_曾美英.pdf

165管理及其他Management and other现代测绘技术在矿山地质测绘中的应用曾美英，钟飞飞摘要：随着时代的快速发展，测绘技术也加快了转型升级的步伐，特别是在矿山地质测绘中的应用方面。在进行矿山地质测绘过程中，测绘技术开始向自动化、智能化等方面发展，更多具有高科技含量的测绘技术应用到测绘过程中，消除了传统测绘技术的局限性。矿山地质测绘过程内容复杂繁多，因此就需要对测区中的矿山和岩石进行详细勘查，通过对现代测绘技术的应用，能够充分掌握地质结构，也可以明确矿区范围，为后续矿区企业开采工作提供了基础支撑，以此保障我国矿山开采行业持续发展。关键词：现代测绘技术；矿山地质测绘；GPS技术在精准化模式影响下，政府部门、社会对地质测绘的要求变高，传统测绘技术已无法满足当前地质测绘的需求，因其很容易受到测绘人员主观影响及环境干扰，测绘精度不高，直接影响造成测绘质量降低。面对这种情况，测绘技术寻求发展，开始更新改造，产生了诸多具有现代化元素的测绘技术，促使其呈现出数字化、自动化等发展趋势，也便于各个采矿企业对地质信息的掌握，有效推动开采行业持续发展。因此，测绘人员应当加大现代测绘技术的应用力度，有效提升矿山地质测绘效率和质量。1 现代测绘技术概述在现代科学技术迅速发展后，测绘技术也有了诸多变化。首先，摄影测绘技术是当前现代测绘技术中的一种，如果和数字化测量技术进行对比，这种技术的应用范围很小，在实际测绘中也很少使用。该技术主要用于户外测绘作业中，测绘人员不用实地对测绘区域进行勘测，就可以获取测绘区域的准确数据。这种方式能够很好规避环境因素的影响，如天气、地形条件、交通等，既可以提升测绘效率，也可以降低测绘过程消耗的成本。在普通数码相机发展过程中，能够在实际勘测区域中更快获取相应的影像资料，同时符合近景拍摄测绘需求，在应用软件和测绘技能上都可以得到有效支撑。现阶段所使用的测绘摄影技术更加先进，基本上已经发展成为多基线，和普遍摄像设备相比，可以对已获取的数据进行三维模型的构建，一般情况下只需要明确四个控制点，就可以完成整个测绘区域的精确测量和建模工作。当前，这种测绘技术主要应用于矿山地质边坡变形监测、大比例测绘、三维建模等方面，而且测绘精度极高。其次，数字化测绘。在测绘过程中，测绘人员直接利用数据化测绘技术，这需要测绘人员将相应的地质图像、矿山情况等进行扫描录入；也要在电子系统中对全面输入点的特征进行描绘；对输入中存在的所有数据资料进行综合处理。当前阶段，在使用数字化测绘过程中，应当按照测绘原则进行处理，充分保障地质测量的精确度，有效确保测绘工作高质量完成。测绘人员应当对测绘方案的各项调整进行实时关注，全面研究地质存在的具体情况，在后续测绘工作中科学合理使用数字化测绘技术，以此形成高精度的矿山地质图像。再次，“3S”测绘。在当前测绘行业中，使用最多的就是“3S”技术，这种技术基本在每个测绘项目都会使用到，由GPS全球定位技术、GIS技术、RS技术三种技术组成，只要是测绘工作都没有办法脱离这三种技术。其中，GPS技术是全球定位系统，能够为测绘过程提供准确性的位置，包括平面坐标、高程信息等，能够有效节约测绘人力成本，基本上只需要少数几个人甚至一个人就能完成所有作业，而且还可以快速得到测绘结果，有效提升测绘作业工作效率。GIS技术是地理信息系统，在测绘过程中可以实现信息数据收集、分析、处理、存储等工作，将其融为一体，以图形方式直观性体现出地质情况，也可以对其进行修改和调整，更好明确测绘位置。RS技术是遥感技术，能够对测绘物体进行全天候、动态化、立体化的测绘。最后，激光雷达测绘。激光雷达测绘是利用电磁波的作用，将具体信号发射到地质层中，根据反射后接收到的信息，和最初发射信号进行对比，找出其中存在异常的信息，从而对测绘区域的位置、储存量、结构等进行确定，以此实现测绘任务的完成。和传统测绘技术进行比较，这种技术在应用中可以获取到被勘测目标的三维信息，结合计算机使用过程，明确数字化模型，从而提升测绘工作效率和质量。并且，这种测绘技术让虚拟和现实进行融合；可以对自然灾害情况进行有效监控。另外，这种测绘技术运用范围广，在工程建设、交通管理等方面都可以进行使用。2 现代测绘技术在矿山地质测绘的作用对当前现代测绘技术使用过程进行分析，可以看出这种技术组成结构是多样化的，对矿山地质测绘有着重大作用。应该从三个方面进行分析，包括地质结构、GIS、城市管理等。第一，掌握地质情况。在利用现代测绘技术后，可以让测绘人员充分掌166管理及其他Management and other握到矿山地质地形情况、地质结构等。例如，在矿山开采中，可以更好地判断出地质结构，合理制定开采方案，也会明确使用施工技术、开采设备等，能够有效保障矿产资源开采顺利进行。并且，针对部分复杂地区时，直接使用无人机、GPS、GIS等现代化测绘技术，能够降低人员现场测绘的难度，对特殊区域进行有效勘测，让测绘人员更好地掌握勘测区域的情况，并且对后续测绘工作提供相应的优化。例如，地质测绘系统，可以对矿山开采过程进行全面监控，有效降低风险隐患出现的概率。第二，GIS系统健全。GIS系统是借助地球地理信息组成的，而且没有办法对基础缺失数据进行处理，这就需要加大基础系统的建立和完善，有效保障矿山测绘工作的完成。因此，在矿山地质测绘中，加大对现代化技术的使用力度，有效保障GIS系统的完善。矿山地质勘测对我国的经济发展是十分重要的。在矿山开采过程中，很多环节都涉及到地质数据。第三，实现矿山开采信息化管理。矿山地质地理信息十分复杂，但是对进行开采却很重要，一旦没有精确的矿山地质测绘数据支撑，则没有办法保障矿山开采顺利进行。这就需要充分利用现代化测绘技术，为开采过程提供有效的数据资料，制定出相应的矿山地形图，满足矿山开采过程的需求，更好地保障开采作业的人员安全。3 现代测绘技术在矿山地质测绘中的应用要点3.1GPS技术应用要点在现代科学技术发展进程中，传统矿山地质测绘技术已无法满足当前的测绘需求，面临被测绘行业所淘汰的局面，而GPS技术则开始大量应用在测绘作业中，因其有着诸多优点。第一，该技术对专业水平要求不高，也不需要复杂性的操作技术，整个操作过程都很简单。结合无线电波、卫星技术等，对勘测区域的矿山各方面的数据资料都可以进行获取。第二，定位精度非常高，能够确定准确的测绘位置、范围等。通过卫星定位获取到准确位置，也可以结合经纬度对位置进行确定，对矿区各处地形定位准确度非常高。但是，该技术在应用过程中需要注意到：合理设计控制网，结合矿山勘测的实际情况，对测绘区域进行分区进行，明确测绘规模，选择适合本次测绘范围的控制网布网方式，增强数据收集的精确性，也可以让数据收集更加快速；明确勘测点位，因测绘区域存在的电磁场会直接关系到数据精度，这就需要对测绘点进行明确。3.2低空无人机应用要点低空无人机在矿山地质测绘中有非常多的优点，如测绘速度快、测绘效率高、使用成本低等，通过使用该测绘技术，可以很好地完成测绘工作，而且在当前矿山地质测绘中也应用广泛，基本上每个地质测绘项目中都会使用到。在对测绘无人机进行使用时，测绘人员需要对具体的比例大小进行明确，对飞行路线进行规划。一般情况下，这和其他航拍过程使用的无人摄像机是不同的，因为是非量测数码相机，所以在航拍过程中更容易产生畸形情况。在这种测绘技术使用过程中，基本上所有的相片都会产生变形，图片两边大中间小，变形部分的像素会保持在30像素间，在各类光线影响过程中，没有办法形成精准相交。在测绘时，由于地理环境是非常复杂的，所以地质测绘就需要对地下地质情况进行分析。在使用该测绘技术过程中，需要先利用遥感技术进行调查，特别是矿产资源勘测过程，更加需要对地质变化情况进行判断，为后续地质勘测奠定基础。在矿山地质测绘过程中，应当加大运用卫星遥感数据的力度，使勘测过程更具灵活性。这种测绘技术和其他技术进行对比，分辨率是非常高的，和传统矿产测绘技术相比，这种技术则充分体现了全面性、系统化、多方面的特点。为更好保障测绘过程的安全性，保障测绘质量提升，需要加强对无人机遥感技术的应用，充分发挥高分辨率、精准性作用，对矿山资源信息数据进行收集，分析、处理，有利于增强矿山测绘质量。3.3三维扫描技术应用要点三维扫描技术在应用过程中，主要使用电能对矿山地质环境进行全面测绘、分析等，将收集到的各类数据资料全面按照规定标准录入到计算机系统中，而且计算过程所产生的数据会和实际采集数据进行对比分析，最后，各类地质信息以数据资料形式体现出来。例如，在断裂带、地质裂缝中，对其进行地质测绘时，可以充分发挥三维技术的价值，对这种地形进行深度扫描，对地质情况进行准确判断，有利于找出地质情况的发展趋势。三维扫描技术应用于矿山地质测绘中，更多使用在自然灾害频繁区域，结合三维技术使用后，能够对地形情况进行全面掌握，了解关键数据，对地质灾害进行预测，避免出现二次事故，有效保障矿山区域勘测活动和开采过程的安全性。3.4RS技术应用要点在科学技术发展过程中，遥感技术开始产生并且大量应用于测绘行业中，在充分发挥优势作用的同时也获取了多样化的地质信息。在具体应用时，主要是利用遥感解译方式，对地质环境进行分析，从而得到详细数据，这为矿山地质测绘工作做出了极大的贡献。遥感技术在地热地质过程中，也体现出了重大作用，其能够对地质走势情况进行判断，也可以明确地质结构分布情况。针对部分地质环境复杂地区，测绘区域非常大，如果单单使用传统测绘方式，往往没有办法产生较好效果，难以保障在规定时限内完成测绘工作，还会造成测绘质量低下的情况。因此，在实际测绘过程中，会将信息技术、遥感技术等进行融合使用，使其能够不受到地质条件、自然环境、气象环境等限制，还可以对缩短测绘周期，减轻测绘人员的工作压力，能够确保地质分析、地质填图、地质调查等工作按时完成。例如，对北方地区某处矿山区域进行测绘时，在最开始测绘过程中使用了传统测绘方式，还投入了大量测绘设备仪器等，测绘成本非常高，测绘时167管理及其他Management and other间也非常长，而在后期测绘过程中，对遥感技术进行运用，测绘周期持续下降，对测绘成本进行了合理控制，也增强地质勘查的精准程度，有效保障测绘项目产生经济效益。遥感技术在应用过程中，充分发挥当前技术上的优势，能够对各方面地质信息资源进行收集，也可以保障地质信息的准确度和可靠性，从多方面角度上发挥了重大作用。此外，遥感技术还能够对矿区地质灾害进行有效监测，减少地质灾害对矿区产生的影响，更好地保障开采企业和人员的生命财产安全。3.5影像定位技术应用要点影像定位技术在矿山地质测绘中应用也是非常频繁的，能够在较短时间内获取相应的地质测绘信息，特别是对矿化产生的地质结构进行测绘时，能够将矿区资源储量分布情况进行全面呈现，充分增强了测绘的精确度。一般情况下，这种技术是不能单独使用的，需要和GPS、RS等融合使用，这样才能让影像定位技术发挥最大作用，以此确保地质信息的精确性。3.6智能成图技术应用要点智能成图技术是通过对数字化技术应用后，不断更新升级产生的，在对技术应用过程中，应当遵循的原理是对预先知道的数据进行特点分析，对数据库进行全面掌握，确保地质测绘地图更加准确。但是，该技术是当前矿山地质测绘中使用的新技术，需要有较高的智能化系统进行支撑，也要确保所有数据库资料合理性，才能有效推动测绘工作的顺利完成。4 现代测绘技术在矿山地质测绘中的应用案例分析在某金矿地质测绘中，测区距离县城北侧30km处。测区东西长度大概为3km，南北宽度大约2.4km，海波高度高程为4200m，最低海拔为1800m，平均海拔3000m，最高处与最低处高程相差2400m。测区内沟壑纵横地形非常复杂、行走也十分困难，整体植被主要是草地以及灌木，少数部分是松树林。测区外围经过实地勘查后，有多个点位可以作为首级控制点。在作业过程中，按照国家标准 工程测量规范、地形图图式、全球定位系统城市测量技术规程 等，开始整个矿山地质测绘工作。在作业设备方面，使用ATX基准站双频接收机2台，流动站双频接收机5台，每个测绘人员携带笔记本一台。在首级控制中，在整个矿区地质勘测区域设置了6个GPS点位，也设置4个高级点构成了不同的四边形。并且，每个四边形上安装了双频GPS接收机，每次观测过程为两个小时。仪器参数设置上，卫星截至高度15，采样时间间隔5s，卫星数超过6.0，pdop数值不超过5.0。线向量计算使用计算机软件进行，网平差也会在计算机上自动得出，按照无线束平差、约束平差等分别进行计算，有效保障精度达到要求。具体测绘过程中，从基站设置、流动站设置、图根点及地形点实测、精度分析等方面，有效保障矿山地质测绘的精确度。第一，在基站设置上，选择基站过程时，主要确保基站视野开阔，能够保障所有卫星信号顺利进行观测，需要将基站天线角度设置在10左右，周围不能有成片的遮挡物；在基站附近300m范围内不可以有强烈的电磁干扰，不能处于无线发电设备下，也不能设置在高压输电线路下；基站在设置过程中需要远离对电磁波信号有强烈反应的各类物体，如水域、高大建筑等；基站在选择过程中，应当处于地势非常高的地方，而且需要视野开阔，交通便利，从而保障信号传输质量更强，也可以便于设备的运输。在选定的观测中，将设备仪器进行架设，启动基站接收机，对各项参数进行合理设计，如测量角度、频率等。第二，在流动站设置过程中，每个流动站需要有一名测绘人员对设备进行操作，对相应设备进行安装，使用接收机，确保设备与无线电进行连接，从而开展测绘工作。第三，在图根点及地形点实测中，本来是不需要图根的，但是为确保满足后续矿山开采的使用要求，应当全部采用常规的勘测办法，结合后续开采工作的要求，在视野开阔的区域对图根点进行设置，确保观测可以同时进行，有效增强测绘效率和质量。第四，在精度分析中，对所有测绘数据收集完成后，应当对测绘结果进行分析，点位误差最大是2.2cm，最小误差是0.2cm，中误差是1.98cm，高程误差是3.2cm，最小高程误差为0.6cm，中误差高程为2.21cm。由此，可以判断出GPS技术测绘数据是可靠的，精度也是符合要求的，满足当前矿山地质测绘需要。但是，在整个测绘过程中，需要关注到两个问题。第一，在v型山谷地带、树木茂密区域中，流动站所能接收的卫星信号和基站接收到的卫星信号是存在差异的，很容易导致失锁现象发生，点位精度不高，这需要将移动基站进行转移，移动到开阔区域中，有效增强信号强度，也可以提高测绘精度。第二，在测绘过程中，部分时段会存在初始化实时间长的问题，需要花费更多时间等待。5 结语现代化测绘技术对于当前矿山地质测绘工作具有重大作用，能够消除以往测绘技术的局限性，也可以增强测绘质量和效率。但是，测绘过程中，需要掌握每个现代化测绘技术的应用要点，对其局限性和优势进行全面了解，结合具体矿山地质测绘项目进行合理运用。而且，这些现代化测绘技术往往并不是单独使用的，而是将多种测绘技术进行融合，这样才能够全面保障测绘任务完成，也可以满足当前测绘工作的需求。因此，测绘人员需要对现代化测绘技术进行充分了解，全面掌握技术应用的要点，才能确保矿山地质测绘工作的顺利完成。（作者单位：1.南昌市城市规划设计研究总院集团有限公司；2.江西省中旭国土勘测规划有限责任公司）